自适应陷波滤波器的并网逆变器相位超前补偿方法

逆变侧电流反馈控制的LCL型并网逆变器广泛地应用于实际中,然而在数字控制下,控制延时改变了系统的相位特性,进而影响系统的稳定性。为此,提出了一种基于自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)的相位超前补偿方法。首先,利用陷波器的相位超前环节对控制延时产生的相位滞后进行补偿,从而避免系统相位在谐振频率处穿越-180°,改善了系统的稳定性并增强其对弱电网的鲁棒性。其次,采用ANF算法对系统的谐振频率进行估计,并根据估计值动态调整陷波频率,扩大了谐振频率稳定区间,进一步提高了系统对LCL参数波动的适应能力。最后,对所提方法进行实验验证,结果表明:基于ANF补偿方案的并网逆变器稳定性良好,且相比传统的陷波方案,该方案对电网阻抗及LCL参数波动具有更好的鲁棒性,更利于LCL并网逆变器在弱电网工况下的控制。

一种提高弱电网下LCL型并网逆变器鲁棒性的相位超前补偿策略

LCL型并网逆变器中,电容电流反馈有源阻尼法可以有效抑制LCL滤波器的谐振。但是,数字控制延时会改变电容电流反馈有源阻尼效果,从而影响系统对电网阻抗的鲁棒性。为削弱数字控制延时的不利影响,提出相位超前补偿方法以补偿电容电流反馈的控制延时。通过分析不同谐振频率下系统的稳定性,得出改进后系统的增益裕度要求都能被满足,并设计出相位超前补偿器的参数。接着,为保证电网阻抗变化时系统的稳定性,给出电容电流反馈系数的设计方法。当采用选取的电容电流反馈系数时,分析加入相位超前补偿器前后的闭环极点轨迹。最后,通过一台1kW原理样机,验证了所提出理论研究的有效性。

EPS的相位超前补偿及模糊自适应PID控制

为了减小助力电动机的转矩波动,实现助力电动机电流的准确跟踪,提出了基于二维模糊控制器的相位超前补偿及模糊自适应PID控制策略.仿真结果表明,该方法减小了系统超调量,响应时间缩短,输出响应平稳,具有很好的动态跟踪性能和稳态精度,有效提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性.

电流相位超前补偿在单相PFC升压电路的应用

平均电流模式控制模式的功率因数校正(PFC)升压电路,采用双闭环控制,内环电流环对正弦电流进行调节,外环电压环将直流电压控制在额定输出电压范围,在工程上被广泛使用,但在低于穿越频率时存在电流相位超前的问题,会导致电流过零失真同时使谐波含量增大。因此对电流相位超前问题进行分析并提出一种补偿电流相位超前的电流环控制方法,在电流环上增加一阶低通滤波器来抵消相位超前。通过仿真和试验进一步验证该方案的合理性并解决电流相位超前问题,对降低电流谐波畸变率有明显效果。

提高并网逆变器在弱电网下稳定性的虚拟阻抗附加相角补偿控制

在LCL型并网逆变器中,为了减少传感器的使用,并网电流反馈的闭环控制得到了广泛的应用。然而一方面LCL型并网逆变器自身存在谐振现象,限制了电流控制器的设计;另一方面,由于弱电网中电网阻抗的存在,使该控制性能下降,对系统稳定产生不利影响。文中针对上述问题进行改进:采用特定的并网电流反馈有源阻尼控制器来虚拟电网侧的串联阻抗,即基于有源阻尼的虚拟阻抗法来抑制谐波尖峰;采用相位超前补偿的方法,增大逆变器输出阻抗的相角,极大地减少不稳定区域。保证了当电网阻抗变化时,该系统仍具有较强的稳定性。最后在MATLAB/Simulink上进行仿真,验证了所提方法的有效性和可行性。

某机高度稳定系统的高空振荡及气路延时的补偿

揭示了空速管路延时是造成某机高度稳定系统高空振荡的根本原因 ,研讨了飞行包线内运动粘性系统及与其关联的气路延时的变化规律 ,给出相位超前校正网络的参数特征以及用该网络补偿气路延时的工程设计方法。试飞证明 。

自动驾驶仪的高空振荡及气路延时的补偿

针对某机自动驾驶仪定型试飞出现的高空振荡问题,揭示了空速管气路延时是造成高度稳定(定高)系统高空振荡的根本原因。文中研讨了飞行包线内运动粘性系数及与其关联的气路延时的变化规律。推导了相位超前网路的参数特征,给出用超前校正网络补偿气路延时的设计方法,试飞证明该法有效地补偿了气路延时,解决了自动驾驶仪高空振荡的关键技术问题。

改进重复控制在低采样频率逆变器中的应用

针对低采样频率逆变器传统控制方法控制效果不理想的问题,提出采用分数相位超前补偿重复控制(FPLCRC)策略;在分析传统重复控制存在问题的基础上,给出相位超前补偿提高控制系统稳定性的原理,根据逆变器稳定性和稳态误差的要求,分别设计补偿环节的陷波器、低通滤波器和分数超前拍次,并采用拉格朗日插值方法予以实现;最后通过MATLAB/Simulink进行建模和分析,所搭建的逆变器实验平台验证了方法的正确性和可行性。

改进的导弹半实物仿真跟踪微分器设计

为了抑制三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声对导弹半实物仿真系统性能的影响,研究并设计了一种改进的跟踪微分器进行相位补偿和滤波。基于传统跟踪微分器的工作原理,设计三轴转台输出信号跟踪的基本结构,分析其在输入信号存在噪声时,由于经过传统的跟踪微分器获取微分信号使得噪声强度放大,致使跟踪信号存在振荡的现象。在此基础上,提出一种将微分跟踪器产生的微分信号再串联一个跟踪微分器的相位超前补偿器设计方法,以滤除由于输入信号噪声引起的信号污染,进而消除输出信号的振荡问题。以某导弹半实物仿真系统三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声的现象为算例,通过与超前校正方法对比研究,进行了系统仿真验证。仿真结果表明,改进相位超前补偿器能有效地提取姿态角速度信号,具有良好的滤波和相位超前补偿性能,进而证明了其在导弹半实物仿真试验应用的正确性和有效性。

LCL型逆变器接入弱电网下的谐振分析及抑制方法研究

光伏逆变器并联接入弱电网时,会与时变的电网阻抗产生交互耦合,影响系统稳定性,甚至引发谐波谐振问题。针对此问题,首先,本文建立了LCL型光伏逆变器并联系统的等效电路模型,利用阻抗分析法对弱电网条件下光伏逆变器并网系统的稳定性条件进行了分析,得出逆变器输出阻抗与电网阻抗在谐振频率处具有一定的相角裕度才能使系统稳定运行的结论;其次,提出一种电网电压前馈附加相位超前补偿的控制策略,该策略能够适应不同电网阻抗的接入条件,使系统在谐振频率处具有一定的相角裕度,避免谐振的发生;最后,通过仿真和实验验证了所提出的谐振抑制策略的有效性。

基于改进重复控制的不间断电源谐波抑制方法

针对传统重复控制相位超前补偿不当导致控制系统抑制不间断电源输出电压谐波效果不佳的问题,提出了一种基于组合相位超前补偿的精确补偿重复控制系统相位滞后的新方法。首先,对不间断供电电源中单相PWM逆变器进行了建模,并给出直接重复控制系统及其稳定条件;然后,设计了基于组合相位超前补偿方法、重复控制器的低通滤波器和内模滤波器;最后,通过实验验证了所提出的改进重复控制能够降低输出电压谐波,提高应急电源中逆变器输出电压波形质量。

基于改进扰动观测器的时滞过程控制方法

针对非最小相位时滞过程,本文提出了一种改进的扰动观测器。通过使用相位超前补偿器,可以有效地补偿时间延迟对系统的不利影响,使系统能够更有效地抑制由模型失配引起的外部干扰和内部干扰。通过设计滤波器可以有效地抑制阶跃和斜坡干扰,并给出了严格的性能分析和鲁棒性分析。所提出的方法同样适用于高阶时滞过程和最小相位时滞过程,并且其结构简单实用。仿真结果表明,该方法在模型不匹配的情况下,在设定值跟踪、抗干扰性和鲁棒性方面均具有优异的性能。

提高并网逆变器在弱电网下鲁棒稳定性的改进电压前馈方法

由于弱电网中电网阻抗的存在,采用电压前馈控制会对逆变器系统的稳定性产生不利影响。为保留电压前馈控制的优点,首先根据阻抗稳定性分析的方法,分析弱电网中电网阻抗变化时采用电压前馈控制出现的问题,并指出失稳原因和不稳定区域。其次,提出相位超前补偿的方法,增大逆变器输出阻抗的相角,减小由电压前馈控制引起的不稳定区域,保证当电网阻抗变化时,该系统仍具有较强的鲁棒性。最后在Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证该方法的有效性和可行性。

抗电感参数扰动的400Hz逆变器控制策略研究

400Hz逆变器需具备一定的过载能力,以使挂接于交流母线电子设备故障时继电保护装置动作。然而,过载时滤波电感感值会显著下降,传统有源阻尼控制难以适应LC滤波器谐振频率f_(r)宽范围变化。此外,考虑到400Hz逆变器低次谐波频率较高,其往往落于控制带宽之外且接近于f_(r),低次谐波抑制和系统稳定性较难得以兼顾。为实现滤波电感参数扰动下400Hz逆变系统稳定性提升和宽频率范围低次谐波抑制,文中采用二阶滤波器对有源阻尼内环进行相位超前补偿,提出有源阻尼自适应控制律,其根据预设阻尼比在线调整不同工况下内环反馈比例系数,以实现滤波器谐振峰相同阻尼效果。进一步,提出采用附加相角补偿的特定次谐波谐振控制,并给出相位补偿角度的设计方法,其可实现控制带宽外以及f_(r)附近低次谐波抑制。最后,搭建一台600W单相400Hz逆变器,实验结果表明,所提控制策略可以实现不同工况下滤波电感参数扰动时良好的系统稳定性和低次谐波抑制效果。